高中物理人教版必修2练习：第七章 机械能守恒定律 章末检测 Word版含解析

www.ks5u.com章末检测[时间：90分钟　满分：100分]一、单项选择 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (共6小题，每小题4分，共24分)1．若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则(　　)A．物体的动能不可能总是不变的B．物体的加速度一定变化C．物体的速度方向一定变化D．物体所受合外力做的功可能为零2．一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的动能(　　)A．上抛球最大 B．下抛球最大C．平抛球最大 D．一样大3．某运动员臂长为L，将质量为m的铅球推出，铅球出手时的速度大小为v0，方向与水平方向成30°角，则该运动员对铅球所做的功是(　　)A.B．mgL＋mvC.mvD．mgL＋mv4．一小石子从高为10m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能(以地面为参考平面)，g＝10m/s2，则该时刻小石子的速度大小为(　　)A．5m/s B．10m/sC．15m/s D．20m/s5．自由下落的物体，其动能与位移的关系如图1所示．则图中直线的斜率表示该物体的(　　)图1A．质量 B．机械能C．重力大小 D．重力加速度大小6．(2015·新课标全国Ⅰ·17)如图2，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则(　　)图2A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点B．W＞mgR，质点不能到达Q点C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离D．W＜mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离二、多项选择题(共4小题，每小题6分，共24分)7．提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ff＝kv2，k是阻力因数)．当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是(　　)A．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到4P0B．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到C．阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8P0D．发动机额定功率不变，使阻力因数减小到8.如图3所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是(　　)图3A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员获得的动能为mghC．运动员克服摩擦力做功为mghD．下滑过程中系统减少的机械能为mgh9．如图4所示，现有两个完全相同的可视为质点的物体都从静止开始运动，一个自由下落，一个沿光滑的固定斜面下滑，最终它们都到达同一水平面上，空气阻力忽略不计，则(　　)图4A．重力做的功相等，重力做功的平均功率相等B．它们到达水平面上时的动能相等C．重力做功的瞬时功率相等D．它们的机械能都是守恒的10.如图5所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中(　　)图5A．两滑块组成系统的机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功三、填空题(共2小题，共12分)11．(6分)使用如图6甲所示的装置验证机械能守恒定律，打出一条纸带如图乙所示．图乙中O是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹，量出OE间的距离为l，DF间的距离为s，已知打点计时器打点的周期是T＝0.02s.图6(1)上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式________，即验证了重物下落过程中机械能是守恒的．(2)如果发现图乙中OA距离大约是4mm，则出现这种情况的原因可能是__________，如果出现这种情况，上述的各物理量间满足的关系式可能是__________．12．(6分)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了如下实验，他的操作步骤是：图7①摆好实验装置如图7.②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线P上．④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．(1)在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第N个点的距离为40.0cm；打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为________J，小车动能的增量为________J．(g＝9.8m/s2)(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是(至少说出两种可能)：________________________________________________________________________________________.四、计算题(共4小题，共40分)13．(8分)如图8所示，在竖直平面内，两个半径R＝0.8m的光滑圆弧轨道AB和CD与水平轨道BC平滑连接，BC长L＝1.5m．一小物体从A点由静止释放，沿轨道运动一段时间后，最终停在水平轨道上．小物体与水平轨道的动摩擦因数μ＝0.1.求：图8(1)小物体第一次滑到B点时的速度大小；(2)小物体最终停在距B点多远处？14．(8分)小球自h＝2m的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为h.设碰撞时没有动能的损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，求：(1)小球受到的空气阻力是重力的多少倍？(2)小球从开始到停止运动的过程中运动的总路程．15．(12分)一列车的质量是5.0×105kg，在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶，当速度由10m/s加速到所能达到的最大速率30m/s时，共用了2min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？16．(12分)(2015·重庆理综·8)同学们参照伽利略时期演示平抛运动的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 制作了如图9所示的实验装置，图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板．M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H.N板上固定有三个圆环．将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处，不考虑空气阻力，重力加速度为g.求：图9(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；(3)摩擦力对小球做的功．答案精析章末检测1．D　[物体做匀速圆周运动时合外力不为零，但合外力做的功为零，动能不变，A错，D对；合外力不为零，物体的加速度一定不为零，是否变化不能断定，B错；合外力不为零，物体的速度方向可能变化，也可能不变，C错．]2．D3．A　[设运动员对铅球做功为W，由动能定理得W－mgLsin30°＝mv，所以W＝mgL＋mv.]4．B　[设小石子的动能等于它的重力势能时速度为v，根据机械能守恒定律得mgh＝mgh′＋mv2由题意知mgh′＝mv2，所以mgh＝mv2故v＝＝10m/s，B正确．]5．C　[自由下落的物体，只受重力，根据动能定理得：Ek＝mgh则图中斜率k＝mg，故选C]6．C　[根据动能定理得P点动能EkP＝mgR，经过N点时，由牛顿第二定律和向心力公式可得4mg－mg＝m，所以N点动能为EkN＝，从P点到N点根据动能定理可得mgR－W＝－mgR，即克服摩擦力做功W＝.质点运动过程，半径方向的合力提供向心力，即FN－mgcosθ＝ma＝m，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力Ff＝μFN变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到Q，根据动能定理，Q点动能EkQ＝－mgR－W′＝mgR－W′，由于W′＜，所以Q点速度仍然没有减小到0，会继续向上运动一段距离，对照选项，C正确．]7．CD　[据题意，P0＝Ffvm＝kv·vm＝kv，如果阻力因数不变，当物体运动的速率增大到2vm时，阻力为Ff1＝k(2vm)2，发动机的额定功率需要增大到P＝Ff1·2vm＝8P0，选项A错误，C正确；若发动机额定功率不变，要使物体运动的速率增大到2vm，阻力应为Ff2＝＝＝，则有＝k1(2vm)2，可得k1＝，即应使阻力因数减小到，选项B错误，D正确．]8．BD　[运动员的加速度为g，沿斜面：mgsin30°－Ff＝m·g，Ff＝mg，Wf＝mg·2h＝mgh，所以A、C项错误，D项正确；Ek＝mgh－mgh＝mgh，B项正确．]9．BD　[两物体从同一高度下落，根据机械能守恒定律知，它们到达水平面上时的动能相等，自由下落的物体先着地，重力做功的平均功率大，而着地时重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向上的速度的乘积，故重力做功的瞬时功率不相等，选B、D.]10．CD　[对于M和m组成的系统，除了重力、轻绳弹力做功外，摩擦力对M做了功，系统机械能不守恒，选项A错误；对于M，合外力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代数和，根据动能定理可知，M动能的增加等于合外力做的功，选项B错误；对于m，只有其重力和轻绳拉力做了功，根据功能关系可知，除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物体机械能的增加量，选项C正确；对于M和m组成的系统，系统内轻绳上弹力做功的代数和等于零，只有两滑块的重力和M受到的摩擦力对系统做了功，根据功能关系得，M的摩擦力对系统做的功等于系统机械能的损失量，选项D正确．]11．(1)gl＝　(2)先释放纸带，后接通电源　gl<12．(1)0.196　0.1(2)①小车质量没有远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力13．(1)4m/s　(2)1m解析　(1)由机械能守恒定律得mgR＝mv解得vB＝4m/s(2)设小物体在水平轨道上运动的总路程为s，根据能量守恒mgR＝μmgs，解得s＝8m，s＝5L＋0.5m最终物体距B点的距离为L－0.5m＝1m.14．(1)　(2)14m解析　设小球的质量为m，所受阻力大小为Ff.(1)小球从h处释放时速度为零，与地面碰撞反弹到h时，速度也为零，由动能定理得mg－Ff＝0解得Ff＝mg(2)设小球运动的总路程为s，且最后小球静止在地面上，对于整个过程，由动能定理得mgh－Ffs＝0，s＝h＝7×2m＝14m15．1.6km解析　设列车在2min内前进的距离为l，已知m＝5.0×105kg，P＝3000kW，v＝10m/s，v′＝30m/s，t＝2min，由于P＝Fv列车速度最大时，a＝0，所以阻力Ff＝F，则Ff＝＝N＝1.0×105N牵引力做功W＝Pt＝3×106×60×2J＝3.6×108J由动能定理知W－Ffl＝mv′2－mv2代入数据求得l＝1.6km16．(1)H　(2)L　mg(1＋)，方向竖直向下(3)mg(－R)解析　(1)小球在Q点处的速度为v0，从Q到距Q水平距离为的圆环中心处的时间为t1，落到底板上的时间为t，距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度为h，由平抛运动规律得L＝v0t①＝v0t1②H＝gt2③H－h＝gt④联立①②③④式解得h＝H⑤(2)联立①③式解得v0＝L⑥在Q点处对球由牛顿第二定律得FN－mg＝⑦联立⑥⑦式解得FN＝mg(1＋)⑧由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为FN′＝FN＝mg(1＋)⑨方向竖直向下(3)从P到Q对小球由动能定理得mgR＋Wf＝mv⑩联立⑥⑩式解得Wf＝mg(－R)